[发明专利]一种经阴道宫腔镜手术机器人及其控制系统

说明书

本发明公开了一种经阴道宫腔镜手术机器人及其控制系统，涉及手术机器人技术领域。本发明通过有针对性的在妇科手术的宫腔镜手术下，通过机器人完成手术，弥补宫腔镜手术的不足；机器人的各个操作手臂均可360°旋转活动，解决了宫腔镜手术器械距离及稳定性的问题；术者可以坐下操控，并改善外科医生的身体姿势和手部的定位误差，且具备手部震颤过滤系统，使得术者可以更精确地进行妇科宫腔内手术。

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种经阴道宫腔镜手术机器人及其控制系统。

背景技术

腹腔镜手术机器人是医疗机器人领域的典型代表，是全球商业化最成功的手术机器人。其具有微创、精细、灵活、滤抖等显著优势，可以极大地扩展外科医生的手术能力，有效解决传统手术所面临的各种问题。目前外科手术正从开放式手术经由普通微创手术向机器人辅助微创手术的方向发展，机器人辅助微创外科手术是临床的刚性需求，发展趋势显著，成为未来外科手术发展的必然趋势。

经阴道宫腔镜手术是利用人体天生管腔来导入细长的医疗器械，并通过专用摄像头帮助医生操作医疗器械以处理解剖组织及病灶的技术，具有创伤小、减轻患者痛苦、术后恢复快、利于提高手术质量等优点。传统的手术器械在患者开孔处产生的杠杆运动导致医生操作不灵活，而且手部的抖动也会造成器械末端动作不准确，医生不能直观观察病灶动态，长时间操作手术器械易产生疲劳等等，由于阴道可延展性较强，但宫颈延展性较弱，常规的宫腔手术器械在其内的运动会受到空间的限制，从而给手术医生带来不便，因此，为解决上述问题，设计开发一种经阴道宫腔镜手术机器人及其控制系统。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种经阴道宫腔镜手术机器人及其控制系统，通过机器人完成手术，弥补宫腔镜手术的不足；机器人的各个操作手臂均可360°旋转活动，解决了宫腔镜手术器械距离及稳定性的问题；术者可以坐下操控，且具备手部震颤过滤系统，使得术者可以更精确地进行妇科宫腔内手术。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种经阴道宫腔镜手术机器人的控制系统，包括：

手术医生的指尖压力获取模块：用于提取手术医生的操作力度；

经阴道宫腔镜手术机器人操作力获取模块：用于在宫腔内，机器人的末端的手术器械在宫腔内获取到的力；

图像获取模块：用于通过光源系统利用宫腔镜在宫腔内获得宫腔组织的实时动态图像；

B超定位模块：用于通过B超系统，在体外实时定位并引导宫腔内手术器械的操作；

手术器械控制模块：用于通过手术医生操作时的操作力和操作速度定位终端手术器械的操作力和操作速度，并将手术医生的操作力和操作速度转化为控制信号指令；

手术器械模块：用于组合宫腔镜常用手术器械并在手术过程中配合医生的操作力完成相应的手术动作。

进一步的，所述机器人操作力获取模块包括：根据所述末端手术器械实际运动参数、所述目标运动参数以及预设宫腔组织力反馈系数生成力反馈信息，根据所述力反馈信息对所述机器人进行调节，直到所述实际运动参数与所述目标运动参数相同，以得到对应的机器人操作力。

进一步的，所述手术器械控制模块包括：其根据所述操作者操作力和所述机器人操作力得到机器人末端在笛卡尔空间中的期望运动速度。

进一步的，所述手术器械控制模块得到所述机器人的末端手术器械在笛卡尔空间中的期望运动速度的公式为：

其中，Fh为操作者操作力，Fb为机器人操作力，KV 为机器人的末端手术器械在笛卡尔空间中力和速度的比例变换系数，Xdes是机器人的末端手术器械在笛卡尔空间中的期望速度。

进一步的，所述图像获取模块，为光源系统，通过集成在模锻手术器械内的宫腔镜在宫腔内获得宫腔组织的实时动态图像，并通过显示器显示出来。该系统与B超定位模块组合在机器人的主机箱内。